Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
A Modular Data Acquisition System for High Resolution Clinical PET Scanners
Year:2010
Research Areas
  • Electronic technology and of the communications
Information
Abstract
La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) ha demostrado ser una modalidad clave para el estudio de la biología del cáncer y trastornos cardíacos, y para la realización imágenes moleculares, una técnica que permite la terapia individualizada de la enfermedad [Weissleder01]. La mejor característica de la PET es su sensibilidad: es la técnica que proporciona imágenes moleculares con la mayor sensibilidad, y las imágenes de cuerpo entero que produce no pueden ser igualadas por otras modalidades [Hoh97,Chae07]. Por otra parte, la PET no proporciona referencias anatómicas, lo cual es un problema fácilmente resoluble a través de su integración o coregistro con la tomografía computarizada de rayos X (CT) [Lu07]. Además, en comparación con otras modalidades de imagen, la PET se caracteriza por bajas estadísticas de conteo (es decir, desintegraciones por unidad de tiempo), lo cual generalmente limita la resolución de la imagen. Sin embargo, detectores con geometrías dedicadas permiten solventar ester problema, y producir excelentes resultados [Humm03]. Dos ejemplos destacables de especialización, que tomaremos como aplicaciones de referencia, son la Mamografía por Emisión de Positrones (PEM) y la monitorización en línea de dosis en hadroterapia (in-beam PET o, brevemente, ibPET). Las amplias posibilidades de especialización tienen, sin embargo, una contrapartida: es necesario el desarrollo de sistemas de adquisición igualmente especializados, cuyo coste y prestaciones puede impedir de hecho conseguir las ventajas teóricas proporcionadas por una geometría dedicada. El objetivo de esta tesis doctoral es proponer una nueva arquitectura tecnológica flexible, capaz de obtener prestaciones similares al estado del arte en distintas aplicaciones, a través de una plataforma de adquisición compacta y eficiente en coste, adecuada para PEM e ibPET. En primer lugar, se exploran el estado del arte y los problemas que han evitado la amplia difusión de equipos PET dedicados en entornos clínicos. Especial atención se dedica a las soluciones tecnológicas y las características de los escáneres PEM anteriores. Se revisa también la situación de los equipos ibPET, especialmente las prestaciones requeridas para soportar eficazmente la planificación de tratamiento en hadroterapia. En segundo lugar, se trata un diseño conceptual propuesto como solución al problema. Se proponen y justifican diferentes alternativas, con el fin de maximizar la eficiencia de detección y minimizar el coste. A través de una serie de prototipos intermedios, se implementan y caracterizan las opciones de diseño elegidas. Por último, se propone el diseño e implementación de un prototipo final de sistema de adquisición. El equipo en cuestión integra y extiende las soluciones validadas con los prototipos anteriores. La investigación llevada a cabo durante esta tesis ha permitido realizar un sistema de adquisición, con prestaciones al estado del arte, apto para el uso de PET dedicado en el entorno clínico, y que apoyará la investigación en PEM e ibPET.
International
Si
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
19/11/2010
Participants
  • Director: Andres de Santos Lleo (UPM)
  • Autor: Giancarlo Sportelli . (UPM)
  • Director: Pedro Guerra Gutierrez (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Tecnología de imágenes biomédicas
  • Departamento: Ingeniería Electrónica
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de tecnología Biomédica CTB
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